JP5456514B2 - マイクロストリップアンテナ - Google Patents
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図4に示したSパラメータの周波数特性は、励振素子311の金属素子311aの長さL1と金属素子311bの長さL0との比L1/L0が約1.1である場合の特性を示したものであるが、この比を変えても本発明の効果を奏する。図6にL1/L0を1.0(L1=L0)から1.28まで6段階に変化させた場合の送受信間結合特性S12を示す。図6から、L1/L0の値が大きいほどS12特性の落ち込み部分が低域にシフトし、つまりフィルタとして動作する遮断周波数が低域にシフトすることがわかる。このように、L1/L0の値を変化させることで、励振素子311がフィルタとして動作する周波数を所望の周波数に調整することができる。
図4に示したSパラメータの周波数特性は、マイクロストリップアンテナ300を真上から見た時に、図7(a)に示すように励振素子311の間隙の中心Cとスロット114の中心とが一致した状態で対向している時の特性である。しかし、励振素子311をスロット114に対してオフセットした場合においても本発明の効果を奏する。図7(b)は、図7(a)に示すオフセットしていない状態を0として、紙面右方向を+方向、左方向を−方向と定義した場合に、+方向にオフセットした状態を示したものである。図8に±2mmの範囲で励振素子311をオフセットした場合の送受信間結合特性S12を示す。図8から、−方向にオフセットするほどフィルタとして動作する遮断周波数が低域にシフトし、かつS12特性のくぼみが急峻になることがわかる。このように、励振素子311をスロット114に対してオフセットすることで、励振素子311がフィルタとして動作する周波数を所望の周波数に調整することができる。
実施例1のマイクロストリップアンテナ300では、金属片311aと金属片311bの間隙の中心Cが、スロット114の中心と対向するように配置していた。このような構成の場合、図4のような受信間結合S12特性を得るためには、受信アンテナの比帯域幅がフィルタ動作素子なしモデル(非特許文献1)より狭帯域になることが分かる。一方、偏波共用アンテナを構成した場合、送信帯域内における送受信間結合S12特性を低減しつつ、受信アンテナの比帯域幅が広いことが要求される。しかし、フィルタ機能とアンテナの広帯域化の両立が難しいことから、受信アンテナの広帯域性と送受信間結合抑制の両方を実現することが困難であった。また、変形例2では、励振素子311をオフセットした場合にも実施例1と同様の効果が得られることを示した。
図20に、各励振素子の長手方向が直交するように2個の励振素子311を誘電体基板101上に配置した構成であって、金属片311aと金属片311bの間隙の中心Cがスロット114の中心と対向しないように配置した受信用マイクロストリップアンテナの例を示す。この受信用マイクロストリップアンテナと、2組のスロット124と給電線122を方向が直交するように配置した送信用マイクロストリップアンテナとを図1のマイクロストリップアンテナに用いた場合の反射減衰量を図21に、送信アンテナから受信アンテナへの回り込みを示す相互結合量を図22に示す。図21のS11、S33が受信用アンテナの2つの偏波の反射減衰量を、S22、S44が送信用アンテナの2つの偏波の反射減衰量を示している。図22のS12、S21が一方の偏波の送信用アンテナと受信用アンテナの相互結合量を、S34、S43が他方の偏波の送信用アンテナと受信用アンテナの相互結合量を示している。図21、22から分かるように、偏波共用アンテナの場合にも、実施例1変形例3と同じように、受信アンテナの比帯域幅拡大と送信帯域内の送受信間結合低減を両立できる。
101、103 誘電体基板
102 グランド板
104 レドーム
110、210、310 受信用マイクロストリップアンテナ
111 受信用パッチ
112、122 給電線
113、123 無給電素子
114、124 スロット
120 送信用マイクロストリップアンテナ
211、311 励振素子
Claims (5)
- 誘電体基板上に形成された送信用パッチに、上記誘電体基板の裏面に被着したグランド板に形成されたスロットを介して給電線から電磁結合により給電して電波を送信する送信用マイクロストリップアンテナと、
無給電素子と上記誘電体基板上に上記無給電素子と空間を隔てて対向して形成された励振素子とにより受信した電波を、上記誘電体基板の裏面に被着したグランド板に形成されたスロットを介して給電線に電磁結合により給電する受信用マイクロストリップアンテナと、
をそれぞれ少なくとも1つずつ備えるマイクロストリップアンテナにおいて、
上記励振素子は、複数の金属片から構成され、各金属片の隣接部分がメアンダ状の一定幅の間隙により隔てられていることを特徴とするマイクロストリップアンテナ。 - 請求項1記載のマイクロストリップアンテナであって、
前記金属片の間隙の中心が、前記スロットの中心と対向しないように配置していることを特徴とするマイクロストリップアンテナ。 - 請求項1記載のマイクロストリップアンテナであって、
あらかじめ定めた周波数特性を得るように、前記金属片の間隙の中心と前記スロットの中心とをずらして配置していることを特徴とするマイクロストリップアンテナ。 - 請求項1から3のいずれかに記載のマイクロストリップアンテナであって、
上記励振素子が、上記誘電体基板上にそれぞれの中心軸が直交するように2個配置されることを特徴とするマイクロストリップアンテナ。 - 請求項1から3のいずれかに記載のマイクロストリップアンテナであって、
上記送信用マイクロストリップアンテナと上記受信用マイクロストリップアンテナは、一列に配置されることを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
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